Laporan Praktikum Kimia "Sel Volta" (SMAN 1 PASURUAN)

Sel Volta

Tujuan Percobaan : Mempelajari proses yang terjadi pada sel volta dan menentukan potensial sel dari beberapa rangkaian sel volta.

Alat dan Bahan :

1.      3 buah Gelas Kimia

2.      1 buah Jembatan Garam

3.      1 buah Voltmeter

4.      2 buah Kabel Penjepit Voltmeter (Kabel Positif dan Kabel Negatif)

5.      1 keping logam Cu (Tembaga)

6.      1 keping logam Zn (Seng)

7.      1 keping logam Mg (Magnesium)

8.      80 ml Larutan Cu²⁺

9.      80 ml Larutan Zn²⁺

10.  80 ml Larutan Mg²⁺

Langkah Kerja :

1.      Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan.

2.      Tambahkan 80 ml tiap larutan Cu²⁺, Zn²⁺, dan Mg²⁺ masing-masing ke dalam 3 buah gelas kimia.

3.      Masukkan jembatan garam ke dalam gelas kimia larutan Cu²⁺ dan Zn²⁺.

4.      Pasang kabel penjepit negatif dan positif pada lubang penjepit voltmeter.

5.      Pasangkan penjepit negatif diujung yang lain dengan keping logam Zn dan pasangkan penjepit positif dengan keping logam Cu.

6.      Masukkan keping logam Cu ke dalam larutan Cu²⁺ dan masukkan keping logam Zn ke dalam larutan Zn²⁺. Catat hasil yang tertera pada voltmeter ke dalam tabel.

7.      Setelah itu, keluarkan keping logam dari larutannya. Lepaskan penjepit kabel voltmeter. Sekarang, pasangkan penjepit negatif dengan keping logam Cu dan pasangkan penjepit positif dengan keping logam Zn.

8.      Masukkan keping logam Cu ke dalam larutan Cu²⁺ dan masukkan keping logam Zn ke dalam larutan Zn²⁺. Catat hasil yang tertera pada voltmeter ke dalam tabel.

9.      Lakukan langkah-langkah seperti di atas untuk Zn dan Mg serta Mg dan Cu.

Tabel Hasil Percobaan :

No.	Katode / Anode	A Cu2+ | Cu	B Zn2+ | Zn	C Mg2+ | Mg
1.	Cu |Cu2+		-	-
2.	Zn | Zn2+	0,8V		-
3.	Mg | Mg2+	1,1V	0,5V

Pertanyaan Diskusi :

1.      Jelaskan proses yang terjadi pada sel Zn|Zn²⁺ || Cu²⁺|Cu sehingga menghasilkan arus listrik!

Dalam reaksi tersebut, Zn melepaskan elektron. Elektron yang dilepas mengalir ke katode Cu yang berhubungan langsung dengan ion Cu²⁺ melalui kabel penjepit sehingga mereduksi ion Cu²⁺ menjadi Cu. Perubahan ion Cu²⁺ menjadi Cu mengakibatkan larutan pada katode kelebihan ion  . Kelebihan ion  ini akan dinetralkan oleh ion K⁺ dari jembatan garam. Jembatan garam adalah suatu tabung yang berisi larutan elektrolit, misalnya K₂SO₄. Kelebihan ion Zn²⁺ pada sel anode akan dinetralkan oleh ion  dari jembatan garam. Kedua proses tersebut membantu kelistrikan setengah sel tetap netral. Tanpa adanya jembatan garam, netralitas kelistrikannya tidak dapat dipertahankan. Akibatnya sel tidak dapat menghasilkan arus listrik.

2.      Apa fungsi jembatan garam?

Menstabilkan atau menetralkan muatan (ion positif dan negarif) di kedua setengah sel.

3.      Tulislah bagan sel serta persamaan reaksi setengah sel dan reaksi sel untuk sel-sel 2-A, 3-A, 3-B

2-A :  Zn|Zn²⁺ || Cu²⁺|Cu

K :          Cu²⁺ + 2e ® Cu

A :          Zn ® Zn²⁺ + 2e

   Cu²⁺ + Zn ® Cu + Zn²⁺                      E_sel = 0,8V

3-A :  Mg|Mg²⁺ || Cu²⁺|Cu

K :          Cu²⁺ + 2e ® Cu

A :          Mg ® Mg²⁺ + 2e

   Cu²⁺ + Mg ® Cu + Mg²⁺                    E_sel = 1,1V

3-B :  Mg|Mg²⁺ || Zn²⁺|Zn

K :          Zn²⁺ + 2e ® Zn

A :          Mg ® Mg²⁺ + 2e

   Zn²⁺ + Mg ® Zn + Mg²⁺                    E_sel = 0,5V

4.      Hitunglah potensial sel 2-A berdasarkan potensial sel 3-A dan sel 3-B yang tercantum dalam tabel hasil percobaan

Cu²⁺ + Mg ® Cu + Mg²⁺                    E_sel = 1,1V

Zn²⁺ + Mg ® Zn + Mg²⁺                    E_sel = 0,5V

Cu²⁺ + Mg ® Cu + Mg²⁺                    E_sel = 1,1V

Mg²⁺ + Zn ® Mg + Zn²⁺                    E_sel = - 0,5V   (+)

Cu²⁺ + Zn ® Cu + Zn²⁺                      E_sel = 0,6V

5.      Bandingkan pula hasil hitungan tersebut dengan potensial sel menurut buku data

Menurut Buku                  Cu²⁺ | Cu                     E^o = + 0,34V

Zn²⁺ | Zn                      E^o = - 0,76V

K :          Cu²⁺ + 2e ® Cu                      E^o = + 0,34V

A :          Zn ® Zn²⁺ + 2e                      E^o = + 0,76V

   Cu²⁺ + Zn ® Cu + Zn²⁺                      E_sel = 1,1V

Kesimpulan :

E_sel Zn|Zn²⁺ || Cu²⁺|Cu dari hasil percobaan lebih kecil daripada potensial sel perhitungan menurut data di buku. Berdasarkan hasil percobaan potensial sel Zn|Zn²⁺ || Cu²⁺|Cu adalah 0,6V namun berdasarakan data pada buku hasilnya adalah 1,1V.

Beberapa hal yang kemungkinan menyebabkan perbedaan potensial sel antara hasil percobaan dengan data di buku :

-          Keadaan pada saat melakukan percobaan (Suhu udara 31-31°C) tidak sama dengan pada saat pengukuran potensial reduksi standart (25°C). Karena adanya perbedaan suhu, tekanan udaranya juga berbeda.

-          Kurangnya ketelitian dalam membaca voltmeter

-          Faktor jembatan garam kurang efisien. Misalkan terendamnya tidak maksimal atau jembatan garam sudah lama (sudah dipakai berkali-kali)

Pertanyaan Individu :

1.      Bagaimana reaksi yang terjadi pada baterai dan bagaimana perpindahan elektronnya?

K :       2MnO₂ + 2NH₄ + 2e ® Mn₂O₃ + 2NH₃ + H₂O

A :       Zn ® Zn²⁺ + 2e                                                          

Zn + 2MnO₂ + 2NH₄ ® Zn²⁺ + Mn₂O₃ + 2NH₃ + H₂O

Elektron berjalan dari anoda menuju katoda. Dari reaksi di atas elektron dilepaskan dari logam Zn yang kemudian ditangkap oleh MnO₂ sehingga membentuk Mn₂O₃.

2.      Zat apa yang ada sehingga bereaksi menghasilkan arus listrik?

Zat komponen penyusun sel kering baterai :

-          Logam Zn (anoda)

-          Batang karbon (katoda)

-          Pasta karbon dan MnO₂

-          Elektrolit dari NH₄Cl dan ZnCl₂

Adanya reaksi redoks dan ionisasi elektrolit di dalamnya menyebabkan baterai menghasilkan arus walaupun beda potensial yang dihasilkan hanya 1,5V